[发明专利]一种抑制VSC短路电流的方法及装置

说明书

本发明公开了一种抑制VSC短路电流的方法及装置，所述方法包括采集预设参数；根据所述预设参数、预设控制方式以及VSC短路电流幅值模型，计算得到VSC短路电流幅值；所述预设控制方式包括定有功功率控制、定无功功率控制以及定电压控制；根据所述预设参数、所述VSC短路电流幅值以及内环电压电流下垂控制模型，对超过断路器开断电流的节点采取VSC短路电流抑制措施；所述方法基于VSC不同控制方式下输出短路电流的特性，提出对应的控制方法来抑制短路电流的幅值，增强VSC接入电力系统抵抗故障的能力，提升电力系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地，涉及一种抑制VSC短路电流的方法及装置。

背景技术

柔性直流输电技术因其具有有功功率和无功功率可独立控制、可向无源网络供电等优点在电网中扮演着越来越重要的角色。电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)是电压源换相高压直流输电系统的核心部件，有多种拓扑形式，现有国内柔直工程都采用模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)拓扑结构。

目前关于常规直流输电对电网短路电流的影响机理及短路电流计算公式已经有学者进行了研究，柔直换流器和LCC换流器工作原理不同，所以LCC相关理论不能直接移植到柔性直流输电；目前未有文献分析无源控制方式下换流站输出短路电流的特性，也未给出不同故障和控制方式下短路电流的幅值计算方法。

随着柔性直流输电工程的电压等级和输电能力的不断提高，且工程落点逐渐向负荷中心转移，VSC对交流系统短路电流的影响已不能忽视，存在当VSC接入电力系统时，短路电流对所述电力系统稳定性产生严重影响的风险。

发明内容

为了解决背景技术存在的现有技术无法有效抑制VSC接入电力系统后产生的VSC短路电流的问题，本发明提供了一种抑制VSC短路电流的方法，所述方法包括：

采集预设参数；所述预设参数包括外环控制器输出的d轴和q轴参考电流值，VSC对短路节点提供的短路电流的贡献值以及交流断路器的遮断电流；

根据所述预设参数、预设控制方式以及VSC短路电流幅值模型，计算得到VSC短路电流幅值；所述预设控制方式包括定有功功率控制、定无功功率控制以及定电压控制；

根据所述预设参数、所述VSC短路电流幅值以及内环电压电流下垂控制模型，对超过断路器开断电流的节点采取VSC短路电流抑制措施。

进一步的，在根据所述预设参数、预设控制方式以及VSC短路电流幅值模型，计算得到VSC短路电流幅值前，还包括：计算VSC接入电力系统后电力系统的短路电流，判断是否存在所述电力系统的短路电流超标节点。

进一步的，所述根据所述预设参数、预设控制方式以及VSC短路电流幅值模型，计算得到VSC短路电流幅值包括：

在定有功功率控制以及定无功功率控制下，所述VSC短路电流幅值模型中，计算得到VSC电流幅值公式为，

其中，I_m为VSC短路电流幅值，I_imax为内环电流限幅器限幅值，和为外环控制器输出的d轴和q轴参考电流值；

在定电压控制下，所述VSC短路电流幅值模型中，计算得到VSC电流幅值公式为，

I_m＝I_imax

进一步的，所述外环控制器输出的d轴和q轴参考电流值计算公式为：

其中，I_omax为外环电流限幅器限幅值，和为不考虑外环电流限幅器时的d轴和q轴参考电流值。